干法脫硫工藝技術(shù)分析

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1、干法脫硫工藝技術(shù)分析火電廠排放的二氧化硫形成的酸雨已嚴重危害人類的生存環(huán)境，國家強制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。但是，受技術(shù)和經(jīng)濟等條件的限制，必須發(fā)展脫硫率高、系統(tǒng)可利用率高、流程簡化、系統(tǒng)電耗低、投資和運行費用低的脫硫技術(shù)和工藝。在這種形勢下，干法脫硫工藝應(yīng)運而生。為此，結(jié)合國內(nèi)外目前比較成熟、大型商業(yè)化運行的幾種干法、半干法脫硫工藝，分析了干法、半干法脫硫工藝在大型化發(fā)展、控制調(diào)節(jié)、預(yù)除塵器和脫硫除塵器設(shè)置的技術(shù)要點，最后指出干法脫硫工藝具有廣闊的應(yīng)用前景?！?煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀世界上煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下3個階段：　a)20世紀70年代，以石灰石濕法為代表第一

2、代煙氣脫硫?！)20世紀80年代，以干法、半干法為代表的第二代煙氣脫硫。主要有噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化（LIFAC）、煙氣循環(huán)流化床（CFB）、循環(huán)半干法脫硫工藝（NID）等。這些脫硫技術(shù)基本上都采用鈣基吸收劑，如石灰或消石灰等。隨著對工藝的不斷改良和發(fā)展，設(shè)備可靠性提高，系統(tǒng)可用率達到97%，脫硫率一般為70%～95%，適合燃用中低硫煤的中小型鍋爐c)20世紀90年代，以濕法、半干法和干法脫硫工藝同步發(fā)展的第三代煙氣脫硫?！∮捎诩夹g(shù)和經(jīng)濟上的原因，一些煙氣脫硫工藝已被淘汰，而主流工藝，如石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化、噴霧干燥法、氣體懸浮吸收脫

3、硫工藝（GSA）以及改進后的NID卻得到了進一步的發(fā)展，并趨于成熟。這些煙氣脫硫工藝的優(yōu)點是：脫硫率高(可達95%以上)；系統(tǒng)可利用率高；工藝流程簡化；系統(tǒng)電耗低；投資和運行費用低。從20世紀90年代開始，中國先后從國外引進了各種類型的脫硫技術(shù)，建成了6個示范工程項目，涉及濕法、半干法和干法煙氣脫硫技術(shù)，見表1。2脫硫塔大型化的要點2.1盡量使用單塔脫硫隨著機組容量的增大，脫硫塔的直徑也隨著增大。在能使用單塔的情況下，盡量不要使用雙塔和多塔，因為單一吸收塔技術(shù)提高了系統(tǒng)的可靠性和脫硫率，而且初期投資費可降低30%～50%。脫硫副產(chǎn)品回收利用的研究開發(fā)，也拓寬了其商業(yè)應(yīng)用的途徑?！?.

4、2脫硫塔大型化的主要問題脫硫塔大型化最主要的問題是要保證塔內(nèi)流場中溫度的均勻性和調(diào)節(jié)的靈敏性。a)塔內(nèi)流場中溫度均勻性的要求　在塔的高度方向的各個斷面上，各點的溫度趨于一致，不能有高、低溫差異太大的情況出現(xiàn)。因為高溫處的SO2吸收反應(yīng)效果較差，高溫時吸收劑的活性較小，反應(yīng)溫度與煙氣露點溫度的差值較大（AST），反應(yīng)率就低；而低溫處，尤其出現(xiàn)低于露點溫度，即AST＜0時，容易出現(xiàn)局部的結(jié)露、粘連和筒壁腐蝕，這就是為什么有些脫硫工藝需要在反應(yīng)塔內(nèi)加裝內(nèi)襯的原因，其實，這種情況的危害性較大，反應(yīng)塔可以通過內(nèi)襯防腐，但煙氣下游的設(shè)備和煙氣管道卻難以防腐，且花費較大。b)脫硫塔調(diào)節(jié)的靈敏性要求

5、隨著負荷、工況的變化，各參數(shù)的負荷應(yīng)變時間短，較少滯后，使脫硫效率隨著工況的變化而變化，從而保證各種工況下脫硫率穩(wěn)定?！?.3循環(huán)流化床煙氣脫硫塔　為保證脫硫反應(yīng)塔溫度的均勻性和調(diào)節(jié)靈敏性，要求塔內(nèi)有良好的傳質(zhì)特性。物料的傳質(zhì)往往比傳熱更重要，而且能更快達到更好的效果，單純的傳熱速度較慢，而且熱力場有熱力梯度，很難使各點的溫度在短時間內(nèi)很均勻，利用循環(huán)流化床的原理而設(shè)計的脫硫塔，在這一方面比較能夠達到這一要求，它使反應(yīng)塔內(nèi)的傳熱傳質(zhì)非常強烈?！?.3.1循環(huán)流化床脫硫塔的特點　根據(jù)循環(huán)流化床原理而設(shè)計制造的脫硫反應(yīng)塔，其煙氣進入反應(yīng)塔底部時，塔內(nèi)文丘里的加速，將噴入塔內(nèi)的吸收劑和循環(huán)

6、回流的物料吹起，形成沸騰床體，氣體和物料無論處于流化床的過渡段還是穩(wěn)定段，都處于強烈的紊流狀態(tài)，物料之間的碰撞、摩擦、反應(yīng)、傳熱等物理化學(xué)過程非常強烈，任何工況變化所引起的波動都會在這個強烈的傳熱傳質(zhì)狀態(tài)下迅速達到新的平衡。這樣，布置在塔頂?shù)臏囟葴y點產(chǎn)生假信號或幾個測點的溫度信號不一致而使控制系統(tǒng)無法及時進行各種物料的調(diào)節(jié)的可能性大為減少，同時也使脫硫設(shè)備出現(xiàn)低溫、結(jié)露、腐蝕的概率大為減少。2.3.2回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫塔的特點尤其是德國WULFF公司的回流式煙氣循環(huán)流化床（RCFB），其獨特的流場和塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計，在RCFB吸收塔中，煙氣和吸收劑顆粒的向上運動中會有一部分因回流（

7、Reflux）而從塔頂向下返回塔中。這股向下的回流固體與煙氣的方向相反，而且，它是一股很強的內(nèi)部湍流，從而增強了煙氣與吸收劑的接觸時間。實際上可以認為這是一種與外部再循環(huán)相似的內(nèi)部再循環(huán)。在內(nèi)部再循環(huán)的作用下，RCFB工藝的脫硫效率得到了優(yōu)化。也許很多脫硫工藝都很難避免腐蝕情況的出現(xiàn)，但這種概率和趨向則可以把握?！?.4脫硫塔內(nèi)煙氣濕度的控制溫度的控制，實質(zhì)上是對煙氣濕度的控制。脫硫工藝中，煙氣的濕度對脫硫效率的影響很大。例如爐內(nèi)噴鈣尾部增濕工藝，其爐內(nèi)噴